Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Empiryczna weryfikacja modelu Bogdanowicz-Stachý do obliczania wartości natężenia deszczu miarodajnego

Licznar P., Kotowski A., Siekanowicz-Grochowina K., Oktawiec M., Burszta-Adamiak E.

Ochrona Środowiska

|

2018

|

Vol. 40, nr 3

21--28

PL

Warunkiem prawidłowego wymiarowania systemów odwadniania terenów jest przyjęcie do obliczeń wiarygodnej wartości natężenia deszczu miarodajnego w funkcji czasu trwania i prawdopodobieństwa przewyższenia, rekomendowanego w normie PN-EN 752:2017. Podstawą ich wyznaczenia jest zastosowanie odpowiedniego modelu opadów, opracowanego na podstawie analizy statystycznej szeregów czasowych lokalnych opadów w wysokiej rozdzielczości czasowej, z co najmniej 30 ostatnich lat. W praktyce inżynierskiej w Polsce, oprócz stosowania nieaktualnego wzoru Błaszczyka, coraz częściej wykorzystuje się probabilistyczny model opadów maksymalnych Bogdanowicz-Stachý, oparty na pomiarach opadów z lat 1960–1990 na 20 stacjach IMGW. Jednak model ten nie zapewnia pełnego pokrycia kraju i opiera się na nieciągłej regionalizacji. Zmieniające się uwarunkowania klimatyczne wymuszają potrzebę sprawdzenia, czy model ten jest aktualny i wiarygodny do stosowania na terenie całego kraju. W artykule dokonano weryfikacji rzeczywistych wartości natężenia deszczu miarodajnego przy zadanym prawdopodobieństwie przewyższenia, wyznaczonych na podstawie 30-letniej serii opadów z lat 1986–2015, względem ich estymat według modelu Bogdanowicz-Stachý. Przeprowadzone analizy podważają zasadność koncepcji prostej regionalizacji opadów w Polsce. Wykazano, że wartości natężenia deszczu miarodajnego, obliczone z modelu Bogdanowicz-Stachý, przy prawdopodobieństwie p=100% i p=50% były najczęściej zaniżone, a przy p=20% i p=10% zawyżone w stosunku do występujących obecnie (1986–2015). Otrzymane wyniki badań dowodzą konieczności zastąpienia modelu Bogdanowicz-Stachý lokalnymi modelami opadów maksymalnych „nowej generacji”, tworzonych w ramach budowy atlasu PANDa (Polski Atlas Natężeń Deszczów), nie tylko w celu uzyskania pełnego pokrycia całego obszaru kraju, lecz także z uwagi na konieczność urealnienia wartości natężenia deszczu miarodajnego do projektowania systemów odwadniania terenów.

EN

Accurate dimensioning of drainage systems requires assumption of reliable design rainfall intensities as a function of its duration and probability of exceeding according to PN-EN 752:2017. Design rainfall intensities are determined by application of an adequate rainfall model that is based on statistical analysis of local precipitation time series recorded at high time resolution and covering a period of last 30 years minimum. Beside application of the obsolete Błaszczyk’s formula, the Bogdanowicz-Stachý’s probabilistic maximum precipitation model based on 1960–1990 rainfall records from 20 rain gauges (Institute of Meteorology and Water Management) becomes increasingly popular in Poland. However, this model does not support full coverage of the country and is based on the discontinuous regionalization. Evolving climate conditions demand validation of the model for use throughout the country. This paper presents results of verification of the actual values of rainfall intensities derived from 30-year time series from the period of 1986–2015 for given probabilities of exceeding, in comparison to the estimates delivered by the Bogdanowicz-Stachý’s model. The conducted analysis undermines legitimacy of the simple regionalization concept for precipitation in Poland. Moreover, rainfall intensity values calculated by Bogdanowicz-Stachý’s model for probabilities of p = 100% and p = 50% are mostly understated and for p = 20% and p = 10% are overstated in comparison to actuals (1986–2015). The results of the research confirm the need to replace Bogdanowicz-Stachý’s model with “new generation” local maximum precipitation models developed as part of the PANDa (the Polish Atlas of Rainfall Intensity) atlas, not only to obtain full coverage of the country, but also to make the values of rainfall intensities reliable for design of drainage systems.

2

Empiryczna weryfikacja formuły Błaszczyka do obliczania wartości natężenia deszczu miarodajnego

Licznar P., Siekanowicz-Grochowina K., Oktawiec M., Kotowski A., Burszta-Adamiak E.

Ochrona Środowiska

|

2018

|

Vol. 40, nr 2

17--22

PL

Pomimo wyraźnych zastrzeżeń do podstaw teoretycznych oraz ograniczonych i przestarzałych danych opadowych, sformułowana przez Błaszczyka formuła opisująca wartość natężenia deszczu miarodajnego jest w Polsce nadal używana do wymiarowania systemów odwadniania terenów. Podstawą tej formuły (typu IDF – intensity-duration-frequency) jest założenie występowania ścisłej zależności funkcyjnej pomiędzy średnioroczną sumą wysokości opadów a maksymalnymi natężeniami deszczów. Założenie to zostało poddane w artykule weryfikacji na podstawie rzeczywistych maksymalnych wartości natężenia deszczów, wyznaczonych na potrzeby opracowania i wdrożenia Polskiego Atlasu Natężeń Deszczów (PANDa). Maksymalne natężenia deszczów, przy różnych czasach ich trwania, zostały wyszukane z rejestracji opadów w latach 1986–2015, pochodzących z ogólnopolskiej sieci 100 deszczomierzy Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej (IMGW-PIB). Wartości te porównano z odpowiadającymi ich estymatami obliczonymi według formuły Błaszczyka. Na podstawie otrzymanych wyników zakwestionowano podstawowe założenie tej formuły mówiące, że wartości maksymalnego natężenia deszczów nie są skorelowane z średniorocznymi sumami wysokości opadów. Ponadto stwierdzono wyraźną tendencję do zaniżania wartości natężenia deszczów obliczanych z formuły Błaszczyka. Wykazano, że wartość średniego błędu względnego pomiędzy rzeczywistymi natężeniami deszczów a ich oszacowaniami wynosiła 33%. Nawet w oryginalnych warszawskich warunkach hydrologicznych stosowanie formuły Błaszczyka okazało się nieakceptowalne, gdyż prowadziło do istotnego zaniżania obecnych natężeń deszczów. Z uwagi na dokonane ustalenia rekomenduje się całkowite wyeliminowanie formuły Błaszczyka z praktyki inżynierskiej projektowania systemów odwadniania terenów w Polsce.

EN

Despite serious questions to the theoretical fundamentals as well as the limited and outdated precipitation data, the Blaszczyk’s formula for the design rainfall intensity is still in use for sizing drainage systems in Poland. The assumption of close functional dependence between the average annual precipitation depth and maximum rainfall intensities is the basis for the formula (IDF-type, i.e. intensity-duration-frequency). The assumption was verified against the actual values of maximum rainfall intensity, derived for the purpose of development and implementation of the Polish Atlas of Rainfall Intensity (PANDa rainfall model). The actual maximum rainfall intensities for different duration periods were retrieved from the precipitation records obtained from the nation-wide network of 100 rain gauges of the Polish Institute of Meteorology and Water Management (IMGWPIB) for the period of 1986–2015. These values were compared to the corresponding Blaszczyk formula’s estimates. Based on the results, the basic assumption of the formula was questioned, namely that the maximum rainfall intensity values are not correlated with the normal annual precipitation depth. A clear tendency for the rainfall intensity values to be underestimated by the Blaszczyk’s formula was observed. It was demonstrated that the mean relative error between the actual and estimated rainfall intensities was 33%. Even for the original hydrological Warsaw conditions, the Blaszczyk formula proved unacceptable due to significant underestimation of current rainfall intensities. In view of the findings, a complete elimination of the formula from drainage system engineering in Poland is recommended.

3

Wpływ przyjęcia modelu natężeń deszczów miarodajnych na bezpieczeństwo obliczeń objętości zbiorników retencyjnych wód opadowych w Polsce

Licznar P., Siekanowicz-Grochowina K., Oktawiec M., Mikołajewski K.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2017

|

Nr 11

433--439

PL

W niniejszym artykule analizowany jest wpływ doboru wartości natężeń deszczów miarodajnych na bezpieczeństwo obliczania niezbędnej objętości tzw. małych zbiorników retencyjnych. Przeprowadzone analizy dowiodły, że przyjęcie konkretnego modelu natężeń deszczów miarodajnych ma decydujący wpływ na dobór niezbędnej kubatury zbiornika. Dokonano porównania objętości i czasów opróżniania małego zbiornika o zadanych parametrach doboru wg trzech modeli opadów dla Polski: Błaszczyka, Bogdanowicz-Stachý oraz Suligowskiego. Opisano zróżnicowanie przestrzenne analizowanych wartości wynikowych. Wykazano, ze różnice pomiędzy oszacowanymi objętościami zbiorników, wyznaczonymi na podstawie analizowanych modeli, mogą sięgać nawet około 100%. Wskazuje to na pilną potrzebę opracowania aktualnego i wiarygodnego źródła danych o wartościach natężeń deszczów miarodajnych dla projektowania systemów odwodnień w Polsce. Rozwiązania, analogicznego dla stosowanego w Niemczech – atlasu opadowego KOSTRA. W Polsce odpowiednikiem KOSTRA staje się realizowany aktualnie projekt Polskiego Atlasu Natężeń Deszczów (PANDa).

EN

In this paper impact of rainfall Intensity-Duration-Frequency (IDF) model assumption on safety of small stormwater detention reservoirs dimensioning in Poland is discussed. The proper assumption of design rainfall intensities models is a key-important issue for detention reservoir volume design. The comparison for volume and emptying time of defined detention tank, calculated using three design IDF models: Błaszczyk, Bogdanowicz – Stachý and Suligowski, is conducted. The spatial distribution of obtained volumes and emptying times values is analysed. The differences between design volumes estimated by means of different IDF models are found to have the possible magnitude reaching up to about 100 per cent. All above shows the urgent need for development of actual and reliable source of IDF values for design of stormwater systems in Poland. It should be solution similar to precipitation atlas KOSTRA used in Germany. Actually being developed Polish Atlas of Rainfall Intensities PANDa is becoming equivalent of KOSTRA in Poland.